分子生物學(xué)教學(xué)大綱(八年制)

醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)》教學(xué)大綱（臨床醫(yī)學(xué)八年制）課程編號：38030011課程名稱：醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)學(xué)分：3總學(xué)時：56學(xué)時理論學(xué)時：40實驗學(xué)時：16先修課程要求：細(xì)胞生物學(xué)和生物化學(xué)適應(yīng)專業(yè)：臨床醫(yī)學(xué)八年制參考教材：1.胡維新主編 《醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)》.北京:科學(xué)出版社.20072．馮作化主編.《醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)》.北京:人民衛(wèi)生出版社.20053.(美)本杰明·盧因編著.《基因VIII》.北京：科學(xué)出版社.20044.RobertF.Weaver編著.《MolecularBiology》(第二版).北京：科學(xué)出版社.20025.SambrookandRuussell編著.《MolecularCloning》(第三版).西安：世界圖書出版公司.20026.胡維新主編.《醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)》長沙：中南大學(xué)出版社.20017．TimothyM.Cox&JohnSinclair編著.《MedicineMolecularBiology》.北京：科學(xué)出版社.20008．馮作化主編.《醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)》.北京:人民衛(wèi)生出版社.20019．陳丙鶯，陳子興，主編.《分子生物學(xué)基礎(chǔ)與臨床》.南京：東南大學(xué)出版社.200010.張迺蘅主編.《醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)》.北京：北京醫(yī)科大學(xué)出版社，1999一、課程在培養(yǎng)方案中的地位、目的和任務(wù)本課程是口腔醫(yī)學(xué)七年制、臨床醫(yī)學(xué)八年制必修基礎(chǔ)課，分子生物學(xué)是一門從分子水平研究生命現(xiàn)象、生命本質(zhì)及其規(guī)律的科學(xué)，近年來已在醫(yī)藥衛(wèi)生及其它領(lǐng)域有著突飛猛進(jìn)的發(fā)展，已成為醫(yī)學(xué)生教學(xué)不可缺少的一部分。本課程的教學(xué)目的和任務(wù)，是使學(xué)生掌握分子生物學(xué)的基本理論、基本知識與基本技能，同時熟悉分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。了解分子生物學(xué)的主要新進(jìn)展和新技術(shù)。二、課程的基本要求1.基本理論和基本知識1.基本理論和基本知識了解分子生物學(xué)的發(fā)展簡史和醫(yī)學(xué)的關(guān)系?；颉⒔Y(jié)構(gòu)基因及基因組的概念；真核基因與原核基因的結(jié)構(gòu)特點；順式作用元件的類型及特點；病毒、原核生物和真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點；人類基因組結(jié)構(gòu)特點。基因表達(dá)、基因表達(dá)調(diào)控、操縱子、多順反子、反式作用因子、順式作用元件等基本概念；原核生物基因轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控機(jī)制；真核生物轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控機(jī)制。DNA損傷與修復(fù)的概念；DNA修復(fù)的主要方式：切除修復(fù)、重組修復(fù)和跨損傷修復(fù)的概念及機(jī)制。DNA雙脫氧末端終止法、Southernblot雜交、Northernblot雜交、DNA芯片技術(shù)和PCR等技術(shù)原理及其應(yīng)用；RT-PCR和Real-timePCR技術(shù)原理及應(yīng)用。限制性核酸內(nèi)切酶的概念與特點；載體的概念；質(zhì)粒的特點；基因克隆的基本過程；外源基因在大腸桿菌和哺乳動物細(xì)胞中表達(dá)的基本要素。蛋白質(zhì)組、蛋白質(zhì)組學(xué)的概念；蛋白質(zhì)組學(xué)的基本研究方法：雙向電泳、質(zhì)譜技術(shù)?；蛲蛔兊母拍?；基因突變的類型及特點；基因突變的遺傳學(xué)效應(yīng)；常用的基因功能分析方法：轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因敲除技術(shù)、反義技術(shù)、RNA干擾技術(shù)?；蛟\斷的概念及其特點；基因診斷的常用技術(shù)?；蛑委煹母拍睢⒒静呗约俺Ｓ幂d體；治療基因的受控表達(dá)原理與方法。2、基本技能掌握人類基因組DNA提取的原理與方法。掌握瓊脂糖凝膠電泳的原理和方法。掌握堿裂解法小量提取質(zhì)粒DNA的原理和電泳分析方法。掌握重組質(zhì)粒DNA的酶切鑒定及電泳分析方法。掌握PCR反應(yīng)的操作步驟及PCR產(chǎn)物瓊脂糖凝膠電泳檢測方法。三、課程的基本內(nèi)容以及重點難點緒論目的要求了解：分子生物學(xué)的定義、研究對象和研究內(nèi)容；分子生物學(xué)發(fā)展簡史；生物遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)；現(xiàn)代分子生物學(xué)的建立和深入發(fā)展；分子生物學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系；分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)中的應(yīng)用。講課時數(shù)：2學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)分子生物學(xué)的研究對象1.分子生物學(xué)的定義2.分子生物學(xué)的研究內(nèi)容第二節(jié)分子生物學(xué)發(fā)展簡史1.生物遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)2.現(xiàn)代分子生物學(xué)的建立3.現(xiàn)代分子生物學(xué)的深入發(fā)展第三節(jié)分子生物學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系1.分子生物學(xué)與生物化學(xué)4.DNA損傷的檢測和DNA損傷相關(guān)的蛋白質(zhì)第二節(jié)DNA修復(fù)1．錯配修復(fù)2.直接修復(fù)3．堿基切除修復(fù)4.核苷酸切除修復(fù)5．重組修復(fù)6．跨損傷修復(fù)7．線粒體損傷和修復(fù)8.基因的損傷與修復(fù)異常所致的疾病教學(xué)方法（建議）：講授法教學(xué)手段：多媒體教學(xué)第七章基因結(jié)構(gòu)與表達(dá)分析的基本策略目的要求：掌握：DNA雙脫氧末端終止法、Southernblot雜交、Northernblot雜交、DNA芯片技術(shù)和PCR等技術(shù)原理及其應(yīng)用；RT-PCR和Real-timePCR技術(shù)原理及應(yīng)用。熟悉：Westernblot原理及其應(yīng)用。了解：RNA酶保護(hù)試驗原理及應(yīng)用；原位雜交技術(shù)；流式細(xì)胞術(shù)的應(yīng)用；免疫組化方法的應(yīng)用；其它PCR衍生技術(shù)。重點：Southernblot雜交和PCR等技術(shù)原理及應(yīng)用；Northernblot雜交、DNA芯片技術(shù)、RT-PCR和Real-timePCR技術(shù)原理及應(yīng)用。難點：DNA雙脫氧末端終止法測序、RNA酶保護(hù)試驗原理及應(yīng)用及Real-timePCR原理。講課時數(shù)：6學(xué)時教學(xué)方法（建議）：講授法教學(xué)手段：多媒體教學(xué)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)DNA序列分析1.雙脫氧末端終止法2.化學(xué)降解法3.DNA序列分析的自動化第二節(jié)核酸分子雜交技術(shù)核酸分子雜交的原理Southern印跡雜交Northern印跡雜交斑點雜交和狹縫印跡雜交原位雜交液相雜交第三節(jié)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)PCR反應(yīng)基本原理耐熱的DNA聚合酶PCR引物及設(shè)計原則PCR反應(yīng)條件的優(yōu)化常用的PCR改進(jìn)技術(shù)第四節(jié)基因芯片和微陣列技術(shù)1．芯片制備技術(shù)2．樣品制備與雜交反應(yīng)3．DNA芯片技術(shù)的主要應(yīng)用第五節(jié)Western免疫印跡技術(shù)第六節(jié)基因結(jié)構(gòu)與表達(dá)分析的其它技術(shù)1.cDNA末端快速擴(kuò)增技術(shù)2.PCR產(chǎn)物單鏈構(gòu)象多態(tài)性檢測3.限制性片段長度多態(tài)性第八章基因工程與基因體外表達(dá)目的要求掌握：限制性核酸內(nèi)切酶的概念與特點；載體的概念；質(zhì)粒的特點；基因克隆的基本過程；外源基因在大腸桿菌和哺乳動物細(xì)胞中表達(dá)的基本要素。熟悉：其他常用工具酶的特點；定點誘變技術(shù)原理；真核細(xì)胞轉(zhuǎn)染的方法及基本原理。了解：昆蟲表達(dá)系統(tǒng)、酵母表達(dá)系統(tǒng)特點；電子克隆概念。重點：基因克隆的基本過程。難點：α－互補(bǔ)篩選；轉(zhuǎn)染細(xì)胞的篩選；定點誘變技術(shù)原理。講課時數(shù)：6學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：基因克隆工具酶1.限制性核酸內(nèi)切酶2.其他常用工具酶第二節(jié)基因克隆的載體1.常用的克隆載體質(zhì)粒、λ噬菌體、黏性質(zhì)粒、M13噬菌體、病毒載體2.表達(dá)載體原核表達(dá)載體、真核表達(dá)載體第三節(jié)基因克隆的基本過程1.目的基因獲取2.載體的選擇和準(zhǔn)備3.DNA片段的體外連接4.重組DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞5.重組DNA的篩選與鑒定第四節(jié)真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)染1.真核細(xì)胞轉(zhuǎn)染的方法與基本原理2.轉(zhuǎn)染細(xì)胞的篩選第五節(jié)基因的改造1.基因定點誘變技術(shù)2.基因定點誘變技術(shù)的應(yīng)用第六節(jié)克隆基因的表達(dá)1.大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)2.哺乳動物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)3.其他表達(dá)系統(tǒng)第七節(jié)電子克隆教學(xué)方法（建議）：講授法教學(xué)手段：多媒體教學(xué)第九章蛋白質(zhì)組學(xué)的研究方法和進(jìn)展目的要求掌握：蛋白質(zhì)組、蛋白質(zhì)組學(xué)的概念；蛋白質(zhì)組學(xué)的基本研究方法：雙向電泳、質(zhì)譜技術(shù)。熟悉：生物信息學(xué)在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的應(yīng)用；酵母雙雜交技術(shù)；噬菌體表面顯示技術(shù)及基于質(zhì)譜的蛋白質(zhì)相互作用研究方法；蛋白質(zhì)芯片技術(shù)。了解：蛋白質(zhì)組學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展；定量蛋白質(zhì)組學(xué)；疾病蛋白質(zhì)組學(xué)的概念；蛋白質(zhì)組學(xué)在疾病研究中的應(yīng)用。重點：蛋白質(zhì)組學(xué)的基本研究方法。難點：蛋白質(zhì)功能模式的研究方法。授課學(xué)時：2學(xué)時基本內(nèi)容蛋白質(zhì)組學(xué)的概念及其發(fā)展簡史1．蛋白質(zhì)組學(xué)的概念2．蛋白質(zhì)組學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展第二節(jié)蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法概述1．蛋白質(zhì)組表達(dá)模式的研究方法2．蛋白質(zhì)組功能模式的研究方法第三節(jié)蛋白質(zhì)組學(xué)在疾病研究中的應(yīng)用教學(xué)方法（建議）：講授法教學(xué)手段：多媒體教學(xué)第十一章疾病產(chǎn)生的分子基礎(chǔ)目的要求掌握：基因突變的概念；基因突變的類型及特點；基因突變的遺傳學(xué)效應(yīng)；常用的基因功能

分析方法：轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因敲除技術(shù)、反義技術(shù)、RNA干擾技術(shù)。熟悉：血紅蛋白病的發(fā)病分子機(jī)制；突變基因的結(jié)構(gòu)分析方法、基因表達(dá)異常的主要分析方法的原理。了解：細(xì)胞間異常信號、細(xì)胞內(nèi)因素、翻譯后加工運(yùn)輸障礙及病原生物基因?qū)е碌募膊?。重點：基因突變的類型、特點及遺傳學(xué)效應(yīng)；常用的基因功能分析方法。難點：疾病分子機(jī)制的研究策略。講課時數(shù)：4學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：基因結(jié)構(gòu)改變引起疾病1．基因突變的類型2．基因突變的遺傳效應(yīng)結(jié)構(gòu)基因變異引起疾病調(diào)控序列變異引起疾病細(xì)胞間異常信號導(dǎo)致基因表達(dá)異常1．細(xì)胞間信號異常與疾病細(xì)胞內(nèi)因素導(dǎo)致基因表達(dá)異常引起的疾病1．細(xì)胞內(nèi)信號異常2．異常DNA甲基化第四節(jié)翻譯后加工運(yùn)輸障礙引起疾病翻譯后加工酪氨酸酶翻譯后加工異常與白化病第五節(jié)蛋白質(zhì)降解異常引起疾病蛋白質(zhì)降解異常泛素-蛋白酶體途徑病原生物基因引起疾病1．病原生物基因引起疾病的機(jī)理及特點疾病分子機(jī)制的研究策略基因結(jié)構(gòu)人分析主要方法基因表達(dá)水平分析主要技術(shù)基因功能研究與疾病機(jī)制分析教學(xué)方法（建議）：講授法教學(xué)手段：多媒體教學(xué)第十二章基因診斷目的要求掌握：基因診斷的概念及其特點；基因診斷的常用技術(shù)。熟悉：基因診斷技術(shù)路線和方法的選擇。了解：血紅蛋白病、傳染病和腫瘤的基因診斷；ＤＮＡ指紋圖的應(yīng)用。重點：基因診斷的常用技術(shù)。難點：遺傳病、腫瘤等疾病的基因診斷。講課時數(shù)：4學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)基因診斷的技術(shù)和方法1.基因診斷概念、特點及臨床意義2.基因診斷中常用的分子生物學(xué)技術(shù)核酸分子雜交、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、單鏈構(gòu)象多態(tài)性、限制性片段長度多態(tài)性、單核苷

酸多態(tài)性、DNA序列測定、生物芯片3.基因診斷技術(shù)路線和方法的選擇直接診斷途徑、間接診斷途徑第二節(jié)遺傳病的基因診斷1.血紅蛋白病鐮狀細(xì)胞貧血病、β－地中海貧血第三節(jié)傳染病的基因診斷1.病毒性疾病2.細(xì)菌引起的疾病第四節(jié)腫瘤的基因診斷1.原癌基因與抑癌基因的檢測2.常見腫瘤的基因診斷第五節(jié)基因診斷在法醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用1.ＤＮＡ指紋圖教學(xué)方法（建議）：講授法教學(xué)手段：多媒體教學(xué)第十三章基因治療原理與研究進(jìn)展目的要求掌握：基因治療的概念、基本策略及常用載體；治療基因的受控表達(dá)原理與方法。熟悉：基因轉(zhuǎn)移的基本技術(shù)；基因干預(yù)的基本策略；基因治療的應(yīng)用研究。了解：基因轉(zhuǎn)移的靶細(xì)胞;基因治療的前景與問題。重點：基因治療的基本策略及常用載體；治療基因的受控表達(dá)原理與方法。難點：治療基因的受控表達(dá)原理與方法。講課時數(shù)：4學(xué)時教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)基因治療的基本策略1．基因置換2．基因添加3．基因干預(yù)4．自殺基因治療自殺基因系統(tǒng)；旁觀者效應(yīng)5．基因免疫治療第二節(jié)基因轉(zhuǎn)移的基本技術(shù)1．病毒介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移系統(tǒng)反轉(zhuǎn)錄病毒載體：反轉(zhuǎn)錄病毒前病毒的結(jié)構(gòu)特點腺病毒載體腺病毒相關(guān)病毒（AAV）載體單純性皰疹病毒(HSV)載體：HSV的特點與用途2．非病毒載體介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移系統(tǒng)脂質(zhì)體介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移技術(shù)受體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)移技術(shù)基因直接注射技術(shù)第三節(jié)基因轉(zhuǎn)移的靶細(xì)胞1．造血細(xì)胞2．皮膚成纖維細(xì)胞3．肝細(xì)胞4．血管內(nèi)皮細(xì)胞5.淋巴細(xì)胞6.肌肉細(xì)胞7.腫瘤細(xì)胞8.其他細(xì)胞第四節(jié)基因干預(yù)1．反義RNA反義RNA與基因表達(dá)調(diào)控；受體介導(dǎo)反義RNA轉(zhuǎn)移技術(shù)；反義RNA的應(yīng)用前景基因內(nèi)部調(diào)節(jié)機(jī)制2．RNA干擾RNA干擾現(xiàn)象；RNA干擾的機(jī)制；RNA干擾的應(yīng)用前景3．核酶核酶的設(shè)計；核酶的應(yīng)用三鏈DNA三鏈DNA與基因表達(dá)；作用機(jī)制；技術(shù)關(guān)鍵；三鏈DNA的應(yīng)用研究；體內(nèi)應(yīng)用面臨的問題第五節(jié)治療基因的受控表達(dá)1．基因內(nèi)部的調(diào)節(jié)機(jī)制2．基因外部的調(diào)節(jié)機(jī)制3．利用病灶微環(huán)境使治療基因特異性表達(dá)4.治療基因的誘導(dǎo)表達(dá)Tet-Off/Tet-On基因表達(dá)調(diào)控系統(tǒng)的原理第六節(jié)基因治療的應(yīng)用研究1.遺傳病的基因治療研究2.惡性腫瘤基因治療研究腫瘤基因治療的基本策略；腫瘤基因治療的常用方法；3.病毒性疾病的基因治療研究調(diào)節(jié)機(jī)體免疫應(yīng)答；抗病毒復(fù)制4.其他疾病的基因治療研究基因治療的應(yīng)用研究基本技術(shù)的原理與方法的原理3．病毒性疾病4．其他疾病第七節(jié)基因治療的前景與問題1．安全性問題2．倫理問題3.當(dāng)前存在的技術(shù)問題：基因調(diào)控元件的選擇；安全高效載體的構(gòu)建和轉(zhuǎn)移技術(shù)的選擇；靶細(xì)胞的選擇教學(xué)方法（建議）：講授法教學(xué)手段：多媒體教學(xué)四、實驗要求1、實驗?zāi)康模悍肿由飳W(xué)實驗是醫(yī)學(xué)生實驗技能與素質(zhì)培養(yǎng)不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)。通過分子生物學(xué)實驗的教學(xué)，不僅使學(xué)生鞏固和加強(qiáng)課堂所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力、分析問題和解決問題的能力，養(yǎng)成嚴(yán)肅認(rèn)真、實事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。2、基本原理主要包括人類基因組DNA的提取原理、凝膠電泳基本原理、質(zhì)粒DNA提取原理、限制性核酸內(nèi)切酶作用原理、聚合酶鏈反應(yīng)原理等。3、實驗方式與基本要求實驗方式：實驗在老師的指導(dǎo)下，由學(xué)生自己采取兩人一組完成實驗操作。具體基本要求如下：實驗一：人類基因組DNA提取及瓊脂糖凝膠電泳分析1．熟悉分子生物學(xué)實驗的操作特點。2．掌握人類基因組DNA提取的基本原理。3．熟悉人類基因組DNA提取的基本方法。4．熟悉瓊脂糖凝膠電泳的原理和操作。實驗二：質(zhì)粒DNA的提取及電泳分析1．掌握堿裂解法小量提取質(zhì)粒DNA的原理和方法。2．掌握瓊脂糖凝膠電泳檢測質(zhì)粒DNA方法。3．熟悉質(zhì)粒DNA提取與真核細(xì)胞核DNA提取的異同點。實驗三：DNA的限制性酶切及電泳分析1．掌握限制性核酸內(nèi)切酶消化DNA的原理。2．掌握重組質(zhì)粒DNA的酶切鑒定方法。3．掌握瓊脂糖凝膠電泳分析酶切結(jié)果。實驗四：PCR及其產(chǎn)物電泳分析1．熟悉PCR反應(yīng)的原理。2．掌握PCR反應(yīng)的操作步驟以及PCR反應(yīng)參數(shù)的選擇與優(yōu)化。3．掌握PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的瓊脂糖凝膠電泳檢測方法。4、實驗項目的設(shè)置與內(nèi)容提要序號實驗項目名稱實驗時數(shù)每組人數(shù)實驗類型實驗要求實驗類別內(nèi)容提要1人類基因組DNA提取及瓊脂糖凝膠電泳分析42研究創(chuàng)新性必修技術(shù)基礎(chǔ)用細(xì)胞裂解液裂解細(xì)胞膜，收集細(xì)胞核，加入SDS破裂核膜，用蛋白酶K使核蛋白降解成小片段并從DNA上解離下來，經(jīng)苯酚﹑氯仿抽提去除蛋白質(zhì)，無水乙醇沉淀DNA，75%乙醇洗滌DNA沉淀，真空干燥后，溶解于TE中即得到高分子量的DNA。然后經(jīng)1.0%瓊脂糖凝膠電泳分析DNA的質(zhì)量。2質(zhì)粒DNA的提取及電泳分析42研究創(chuàng)新性必修技術(shù)基礎(chǔ)采用堿裂解法小量提取質(zhì)粒DNA。首先收獲過夜培養(yǎng)的細(xì)菌，然后通過在低鹽、高pH值情況下的變性和高鹽、低pH值情況下的復(fù)性，以及通過苯酚、氯仿去除蛋白質(zhì)等過程將質(zhì)粒DNA分離、純化。并用1.0%瓊脂糖凝膠電泳分析質(zhì)粒DNA。3PCR及其產(chǎn)物電泳分析42研究創(chuàng)新性必修技術(shù)基礎(chǔ)PCR反應(yīng)是在耐熱的DNA聚合酶作用下，催化一對特異引物之間DNA片段合成的基因擴(kuò)增技術(shù)。由變性、退火、延伸三個步驟組成一個循環(huán)周期。每個